기술·가정① · Ⅴ. 재료와 제조 · LESSON 02

제품의 설계와 제작

머릿속 아이디어를 실제 제품으로 만들려면 설계라는 다리가 필요하다. 도면이라는 공통의 약속으로 생각을 정확히 나타내고, 계획한 순서대로 안전하게 만들어 보자.

ACHIEVEMENT STANDARD학습 목표
[9기가03-09]설계의 가치와 필요성을 이해하고 제도 통칙에 따라 도면을 읽고 작성하며, 제품 제작 순서에 맞춰 올바른 도구를 선택해 안전하게 제품을 만든다.
01설계의 가치와 필요성을 설명할 수 있다
02제도 통칙에 따라 도면을 이해한다
03제품 제작 순서를 설명할 수 있다
SECTION · 01

아이디어에서 제품으로

블록 놀이를 할 때 조립 설명서를 보는 이유는 무엇일까? 정확한 정보가 있어야 원하는 모양을 만들 수 있기 때문이다. 제품도 마찬가지로 설계라는 단계를 거쳐야 한다.

설계는 제품을 포함한 인공물의 구조와 형태를 표현하고 계획하며 창조하는 모든 행위를 말한다. 그중 제품 설계는 제품 아이디어를 구상하고, 의도한 것을 정확하게 제작할 수 있도록 도면으로 나타내는 것이다. 설계가 제대로 이루어지지 않으면 원하는 제품을 만들 수 없고, 완성된 제품의 기능도 떨어진다.

SECTION · 02

무엇을 고려해 설계할까

제품을 설계할 때는 용도와 목적을 정확히 파악한 뒤, 이를 만족하는 여러 요소를 함께 고려해야 한다. 각 요소를 눌러 살펴보자.

설계의 고려 요소 탐색

좋은 제품은 이 요소들이 균형을 이룬다.

이렇게 구상한 설계는 도면으로 표현한다. 도면은 물체의 크기·모양·구조 등을 선·문자·기호로 정해진 규칙에 따라 나타낸 것으로, 다음 세 가지 기능을 한다.

정보 전달
설계자의 의도를 제작자·사용자에게 정확하게 전달한다.
정보 창출
도면에 담긴 정보로 더 나은 아이디어를 구상·설계한다.
정보 보존
보관해 두었다가 보수나 다른 설계에 참고한다.
SECTION · 03

도면의 종류와 크기

누가 보든 똑같이 이해할 수 있도록 공통 기준에 맞춰 그리는 것을 제도라 하고, 우리나라의 제도 통칙은 한국산업표준(KS)에서 규정한다. 입체 물체는 보통 정투상도로 나타내 모양과 크기를 정확히 표현한다.

도면의 종류 탐색

도면은 사용 목적과 내용에 따라 나누어 그린다.

제도 용지는 일반적으로 A열을 쓰며 가로:세로의 비는 약 1:1.414이다. A0를 반으로 자를 때마다 A1·A2·A3·A4가 되고, 잘라도 비율은 변하지 않는다. 실제 물체와 도면의 크기 비율인 척도는 세 가지로 나뉜다.

축척실물보다 축소해서 그림
1:2 · 1:5 · 1:10 …
현척실물과 같은 크기로 그림
1:1
배척실물보다 확대해서 그림
2:1 · 5:1 · 10:1 …
SECTION · 04

제도의 약속 — 선의 종류

도면에서는 선의 용도에 따라 모양과 굵기를 다르게 정해 두었다. 한 도면 안에서 같은 종류의 선은 굵기를 균일하게 하며, 굵은 선과 가는 선의 굵기 비는 2:1로 한다. 각 선을 눌러 쓰임을 확인하자.

선의 종류 탐색

선의 모양(실선·파선·쇄선)과 용도를 함께 기억하자.

치수를 기입할 때는 외형선 양 끝에서 치수 보조선을 끌어내고, 변에 평행하게 치수선을 그어 양쪽에 화살표를 붙인 뒤 치수를 적는다. 치수의 기본 단위는 mm이며, 중복 치수는 피하고 정면도에 집중하여 기입한다.

SECTION · 05

제품 제작 순서

필요한 제품을 만들려면 작업 계획을 세우고 각 단계에서 할 일을 미리 정해야 한다. 제품 제작은 문제 확인 → 계획 → 실행 → 평가의 순서로 이루어진다. 단계를 눌러 보자.

제품 제작 4단계

기술적 문제 해결과 같은 흐름으로 진행된다.

실행하기 단계는 다음 네 공정을 순서대로 거친다.

① 마름질하기
각 부분의 치수에 맞게 재료 표면에 금을 긋고 간단히 절단하는 작업.
② 가공하기
구멍 뚫기, 모양대로 자르기, 다듬기 등의 작업.
③ 조립하기
가공이 끝난 부품을 순서에 맞게 붙이고 결합하는 작업.
④ 칠하기
제품 표면을 보호하고 아름답게 하기 위해 마감하는 작업.
SECTION · 06

형성평가 · 점검 5문항

배운 내용을 스스로 점검해 보자. 보기를 누르면 바로 채점되고 해설이 펼쳐진다.

맞힌 문제 0 / 5
Q1
제품 설계에 대한 설명으로 옳은 것은?
해설. 제품 설계는 아이디어를 구상하고 이를 도면으로 표현해 의도한 대로 정확히 제작할 수 있게 하는 것이다.
Q2
도면의 기능에 해당하지 않는 것은?
해설. 도면의 기능은 정보 전달·정보 창출·정보 보존이다. 제품 판매는 도면의 기능이 아니다.
Q3
물체의 각 면을 투상면에 평행하게 놓고 직각 방향에서 본 모양으로, 크기와 모양을 정확히 나타내는 도면은?
해설. 정투상도는 물체의 각 면을 투상면에 평행하게 놓고 직각 방향에서 바라본 도면으로, 제품의 모양과 크기를 정확하게 나타낼 수 있다.
Q4
제도에서 물체의 보이지 않는 부분을 나타낼 때 쓰는 선은?
해설. 보이지 않는 부분은 숨은선(파선)으로 나타낸다. 외형선은 보이는 부분(굵은 실선), 중심선은 1점 쇄선, 치수선은 가는 실선이다.
Q5
제품 제작 실행 공정 중 ‘각 부분의 치수에 맞게 재료 표면에 금을 긋고 절단하는 작업’은?
해설. 치수에 맞게 금을 긋고 절단하는 작업은 마름질하기이다. 이후 가공하기 → 조립하기 → 칠하기 순으로 진행한다.

핵심 정리

설계
아이디어를 도면으로 표현·계획
재료·심미성·경제성·기능·독창성 고려
도면의 기능
전달 · 창출 · 보존
제도 통칙(KS)에 따라 그린다
도면의 종류
조립도·상세도·부품도·설명도
입체는 정투상도로 정확히 표현
척도
축척 · 현척 · 배척
A열 용지, 치수 단위 mm
선의 종류
외형선·숨은선·중심선 등
용도에 따라 모양·굵기가 다름
제작 순서
문제 확인→계획→실행→평가
실행: 마름질→가공→조립→칠하기